[发明专利]一种凸极变极同步电机

权利要求书

1.一种凸极变极同步电机，包括定子和转子，所述定子三相绕组具有p₁和p₂两种不同的极对数，其中p₁＞p₂；转子上布置的磁极为凸极不等距结构，磁极大小宽度相同，磁极间距为τ₁+τ₁n/k，其中τ₁=πD/(2p₁)，D为转子外径；n=0，1，…k；k为密槽系数，k为任意正整数，每个磁极上绕有直流励磁线圈，全部磁极分为两组，当两组磁极线圈通过电流方向相同时，转子呈现极对数p₁；当两组磁极线圈通过电流方向相反时，转子呈现极对数p₂。

2.根据权利要求1所述的一种凸极变极同步电机，其特征在于，所述转子绕组采用串联/并联接法时，通过滑环引出线为3根。

3.根据权利要求1所述的一种凸极变极同步电机，其特征在于，所述转子绕组采用串联/串联接法时，通过滑环引出线为4根。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种凸极变极同步电机，其特征在于，本发明采用如下步骤实现转子变极：

1）确定虚拟转子槽数Z，Z=2kp₁；根据p₁、p₂和Z，分别作变前极p₁槽号相位图和变前极p₂槽号相位图；

2）在变前极p₁槽号相位图上任选1列作为原始磁极列，此列所含槽号，代表了变极前原有磁极的初始位置；

3）在变前极p₁槽号相位图上选取与原始磁极列相邻的n列作为移动列，代表进行变极方案选择时磁极可能移动到的位置，所述相邻的n列处于原始磁极列的一侧或两侧，n=1，2，...k；

4）将所述原始磁极列槽号和移动列槽号重新按变后极p₂的槽号相位排布，分别列于变后极p₂的槽号相位图下，形成分列槽号相位图，在分列槽号相位图上任意位置，用1根对称轴线将按变后极p₂的槽号相位排布的原始磁极列槽号和移动列槽号平分为两个部分，这两个部分互差180°对称，原始磁极列和移动列各自被分为互差180°对称的两个槽号组；将原始磁极列分为互差180°对称的两个槽号组，作为基本变极方案；在基本变极方案中，将任意一个槽号组所包含的槽号反向，原始磁极列对应极对数即从p₁变为p₂；

5）选择线圈跨距y，y=k=τ₁，式中，τ₁即为变前极p₁的极距；在基本变极方案中，去掉位于两个槽号组边缘的m个槽号，m=1,2，…p₁/2；将所述原始磁极列两个槽号组去掉m个槽号用移动列中顺序相邻近的槽号替换；

6）所述原始磁极列两个槽号组去掉的槽号替换后，去掉被线圈跨距覆盖的原始磁极列槽号，得到初步变极方案；

7）对所述初步变极方案作绕组磁动势谐波分析以进行评价，确定方案是否可用，是则将所述初步变极方案作为正式变极方案；否则重新选择密槽系数k，转1）；

或者将所述原始磁极列两个槽号组去掉的m个槽号用移动列中顺序次邻近的槽号替换，所述移动列中顺序次邻近的槽号相对所述邻近的槽号以步长τ₁/k移动，转6）。

5.根据权利要求4所述的一种凸极变极同步电机，其特征在于，得到所述正式变极方案后，磁极相互之间间隔超过τ₁+τ₁/k，则在转子最大磁极间隔内增加辅助导磁极，转子上布置的磁极数目为2p₂，辅助导磁极数目为2（p₁-p₂），辅助倒磁极上不设置直流励磁线圈。

6.根据权利要求4所述的一种凸极变极同步电机，其特征在于，得到所述正式变极方案后，磁极相互之间间隔超过τ₁+τ₁/k，则在转子所有大于τ₁的磁极间距内均增加辅助导磁极，辅助倒磁极上不设置直流励磁线圈。